Des scientifiques synthétisent un nouveau semi-conducteur organique photostable
Développement réussi d'un dérivé du pentacène qui présente une durabilité à la lumière 100 fois supérieure à celle des produits conventionnels
En raison de leur grande mobilité des trous, le pentacène et ses dérivés ont été les semi-conducteurs organiques représentatifs et ont fait l'objet de nombreuses recherches, tant fondamentales qu'appliquées. En particulier, on s'attend à ce qu'ils soient appliqués à des dispositifs semi-conducteurs tels que les transistors à effet de champ. En outre, les semi-conducteurs organiques ont l'avantage d'être peu coûteux à produire par impression à jet d'encre et d'avoir un faible impact sur l'environnement car ils n'utilisent pas de métaux. Toutefois, le squelette des semi-conducteurs organiques tels que le pentacène réagit facilement avec les molécules d'oxygène sous l'effet de la lumière visible, ce qui entraîne la perte de propriétés utiles.
L'instabilité lumineuse est un facteur majeur qui empêche la mise en œuvre de semi-conducteurs organiques. Des chercheurs de l'université métropolitaine d'Osaka ont démontré que le croisement intersystème ultrarapide de la fraction pentacène dans les liaisons radicalaires du pentacène rendait le semi-conducteur organique beaucoup plus photostable. Il s'agit du croisement intersystème amélioré le plus rapide ( 10-13 secondes) démontré dans un matériau purement organique sans atomes lourds.
Yoshio Teki
Un groupe de recherche dirigé par le professeur Yoshio Teki de la Graduate School of Engineering de l'Université métropolitaine d'Osaka a obtenu une photostabilité plus de 100 fois supérieure à celle du TIPS-pentacène, un célèbre dérivé du pentacène disponible dans le commerce, en augmentant la planéité de la molécule et en renforçant la conjugaison des électrons π entre un substituant radical et la partie pentacène. En même temps, pour élucider le mécanisme de la remarquable photostabilité, des mesures d'absorption transitoire ultrarapides utilisant un laser pulsé femtoseconde ont été effectuées pour clarifier la dynamique particulière des états excités de ce système. En se concentrant sur la partie pentacène du système, ils ont découvert que le croisement intersystème se produit à une vitesse ultrarapide (10-13 secondes), ce qui n'a jamais été réalisé auparavant dans des matériaux purement organiques ne contenant aucun atome lourd. En outre, ils ont observé que la désactivation ultrarapide subséquente à l'état fondamental se produisait dans un délai d'environ 10-10 secondes.
"Une excellente photostabilité a été obtenue en ajoutant un substituant radical qui améliore la planéité des molécules et renforce la conjugaison des électrons π", a déclaré le professeur Teki. "À l'avenir, nous aimerions vérifier les performances des transistors à effet de champ et les appliquer comme semi-conducteurs organiques."
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